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8位MCU依然在发展

上网日期: 2005年04月01日 ?? 作者: Meghan Le ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:MCU? 微处理器? 8位MCU?

尽管高端处理器,特别是32位MCU逐步成为人们关注的焦点,但8位MCU也并非止步不前。据IC Insights公司统计,2004年8位微控制器在总收入和发货量方面继续居于领先地位。诸如8051和6811等标准架构的可综合、可配置版本已经能够以可授权的硅IP方式获得,这使8位器件的生存周期远远超过了预想。

8位MCU将继续是汽车工业应用的主力产品。其突出优点是能够以高性价比实现控制功能,从而使消费者享受到智能产品给汽车带来的好处。例如,BMW 745i豪华轿车使用了60多个8位MCU。

如果依旧停留在1980年代最初设计时的半导体工艺水平(速度约为2MHz),8位处理器将很快丧失生命力。但可综合MCU的出现使它可以利用最新工艺技术的优势。由于是“软”内核,这些处理器也是可配置的,允许设计者根据目标应用的要求来优化MCU。架构和工艺的改进已经使8位MCU的速度提高了100倍,从1980年的每秒10万指令发展到今天的每秒1亿指令以上。

这些可综合内核还可以受益于最新的EDA优化工具,如把功耗降低50%、自动保证信号完整性、提高产品的可制造性、可靠性和良品率,另外,还可以插入一些用于制造测试的结构。事实上,设计者更乐于使用基于成熟架构的已验证IP,而并不想自己开发同样目的的功能。当设计者致力于达到现代SoC所要求的可生产性和性价比时,这一点尤为重要。据国际半导体技术路线图(ITRS)预测,到2008年,95%的生产利润将是通过使用预设计、预验证、可复用的IP模块实现的。

设计者继续使用8位处理器当然是因为该架构被人们所熟悉并具有很高的稳定性。另一方面,围绕它们业已形成的庞大产业生态系统也是令人难以舍弃的原因之一。与那些标准架构紧密相关的可综合内核只需做少量或无需做修改就可以支持遗留的软件。如果系统的原始设计者10年前退休了,这一点就显得更为重要。

那么,8位MCU的前景如何呢?对于VCR、遥控器、玩具、烤箱、冰箱和洗衣机等一些对处理能力要求不高的应用,8位处理器足以提供应用所需要的处理能力。对其中的大部分应用,设计者可以使用性价比更高的0.35甚至0.5微米工艺。

对于目前使用分立8位MCU和其它逻辑IC实现的大批量产品,如果把整个设计融合到单个SoC中可以极大地削减制造成本、提高可靠性并降低功耗。当然,这要求把8位MCU及相关的存储器嵌入其中。为了支持这种改变,MCU必须与分立部件100%地匹配。通过减少印刷电路板面积和元器件数量,并采用高密度的现代半导体工艺技术,这可以大幅度降低成本。例如,嵌入式8051可以用大约1.2万个逻辑门实现,其硅成本只有几分之一美分。

在确实需要32位处理器来操作数据的应用中,8位MCU可以用于减轻相对较大且功耗较高的主处理器的负担。当主处理器处于空闲或睡眠状态时,看家功能可以由8位MCU负责,从而使32位主处理器运行在低频率上。在一些情况下,8位MCU可以完成许多处理任务,因此允许我们选择较小或不太强大的32位处理器。在实时应用中,把8位MCU同一个16、32或6?位处理器联合使用可以提高系统的整体可靠性。

虽然在不久的将来32位MCU市场无疑将超过8位MCU,但8位MCU仍具有强大的生命力。一方面,它们已经把自己重塑成可综合内核,另一方面,设计者也继续探索在新应用中使用它们的途径。它们能否继续生存取决于设计者能否迅速把8位MCU嵌入到其最新设计中。

作者:Meghan Le


DesignWare微控制器产品营销经理


Synopsys公司

图1:把8位MCU同功耗较大的32位主处理器联用可以降低宿主处理器的工作频率。







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